椎動(dòng)脈雙點(diǎn)智能追蹤法頭顱CTA的應(yīng)用價(jià)值

王卉， 謝元亮， 張樹(shù)桐， 王翔

目前，腦血管疾病已成為僅次于冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的人類(lèi)第二大殺手，也是致殘、致死的重要原因[1]。頭顱CT血管成像(CT angiography，CTA)是一種簡(jiǎn)單快速、無(wú)創(chuàng)性的影像學(xué)檢查方法，在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、血管畸形、腫瘤供血、動(dòng)脈狹窄、急性血管阻塞性疾病的診斷中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為術(shù)后隨訪提供了更易于接受的方法，已成為腦血管病DSA診療前重要的篩查手段[2]。因此，如何得到高質(zhì)量的CTA圖像至關(guān)重要。

常規(guī)頭顱CTA多采取手動(dòng)觸發(fā)法啟動(dòng)掃描，但該方法易受操作者經(jīng)驗(yàn)等因素影響，造成圖像質(zhì)量參差不齊。本研究采用寰椎層面雙側(cè)椎動(dòng)脈智能追蹤法進(jìn)行頭顱CTA掃描，旨在探討該方法的臨床應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.病例資料

搜集2017年7月-2017年12月臨床懷疑腦血管病且行頭顱CTA檢查的患者80例，其中40例行椎動(dòng)脈智能追蹤法掃描(實(shí)驗(yàn)組)，男29例，女11例，年齡22～81歲，平均(55.4±13.9)歲；另外40例行手動(dòng)觸發(fā)法掃描(對(duì)照組)，男26例，女14例，年齡19～79歲，平均(52.3±13.5)歲。兩組患者的性別、年齡差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)。

2.檢查方法

所有患者均采用東芝Aquilion ONE 320容積CT機(jī)行CTA檢查，對(duì)比劑為碘海醇(350 mg I/mL)，采用Mallinckrodt雙筒雙流高壓注射器，通過(guò)18G套管針經(jīng)肘前正中靜脈注射，注射流率5.5 mL/s，先注入60 mL對(duì)比劑，再以相同流率注射生理鹽水40 mL。

患者仰臥于掃描床上，頭先進(jìn)，置于專(zhuān)用的頭掃描架內(nèi),囑患者下頜內(nèi)收，保證聽(tīng)眥線基本與檢查床垂直，并用固定綁帶將患者額頭部和下頜分別固定。

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均采用時(shí)間減影法。實(shí)驗(yàn)組具體掃描方法：先行正側(cè)位像定位，從側(cè)位像上將監(jiān)測(cè)層面置于寰椎椎弓根處，掃描監(jiān)測(cè)層面，將興趣區(qū)(ROI)置于雙側(cè)椎孔內(nèi)(圖1)，ROI設(shè)置于橫突孔內(nèi)，大小隨同側(cè)橫突孔大小而定；再行容積Volume平掃蒙片期掃描，掃描范圍為顱底至顱頂(160 mm)，掃描參數(shù):管電壓100 kV，管電流自動(dòng)毫安(0.5 mm層厚條件下標(biāo)準(zhǔn)差為15)，數(shù)據(jù)采集層厚0.5 mm，層間隔0.25 mm，旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/r，矩陣512×512，重建算法為AIDR 3D Stander模式。然后同時(shí)啟動(dòng)監(jiān)測(cè)層面的掃描和高壓注射器，分別注入對(duì)比劑和生理鹽水。當(dāng)監(jiān)測(cè)平面雙側(cè)椎動(dòng)脈孔內(nèi)的任意一個(gè)CT值達(dá)到設(shè)定的閾值(200 HU)時(shí)，機(jī)器自動(dòng)啟動(dòng)掃描，掃描范圍、參數(shù)與蒙片期完全相同。對(duì)照組蒙片期及增強(qiáng)期的掃描范圍、參數(shù)與實(shí)驗(yàn)組完全相同，但監(jiān)測(cè)層面為掃描范圍的正中間層面(約鞍上池層面)，不設(shè)置ROI，通過(guò)人眼觀察監(jiān)測(cè)層面內(nèi)的血管強(qiáng)化程度，手動(dòng)啟動(dòng)掃描。

3.圖像后處理

將采集完成的圖像數(shù)據(jù)傳輸至Vitrea 3后臺(tái)工作站進(jìn)行后處理以獲得腦血管重建圖像,重建技術(shù)包括多平面重建(multi-planar reconstruction，MPR)、容積再現(xiàn)(volume reconstruction，VR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)等。

圖1 選取寰椎兩側(cè)椎動(dòng)脈孔分別設(shè)置ROI，同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 圖2 目標(biāo)動(dòng)脈血管CT值的分布散點(diǎn)圖。對(duì)照組各組數(shù)值較分散，集中度不高,實(shí)驗(yàn)組動(dòng)脈CT值分布較聚集，集中度較高,但兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 圖3 目標(biāo)靜脈血管CT值的分布散點(diǎn)圖。對(duì)照組各組靜脈CT值重心明顯上移，偏移明顯，靜脈污染較重，而實(shí)驗(yàn)組分布重心較低，靜脈污染較輕，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

4.評(píng)價(jià)方法

檢查完成后記錄患者的劑量長(zhǎng)度乘積(dose length Product,DLP)。并將采集完成的圖像數(shù)據(jù)傳輸至Vtrea 3后臺(tái)工作站。采用客觀分析結(jié)合主觀評(píng)價(jià)的方法，客觀分析分別測(cè)量椎動(dòng)脈、基底動(dòng)脈、大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈、眼動(dòng)脈以及上矢狀竇、直竇、乙狀竇的CT值。

主觀評(píng)價(jià)由兩位高年資主治醫(yī)師采用盲法對(duì)圖像進(jìn)行獨(dú)立閱片，意見(jiàn)不一致時(shí)通過(guò)協(xié)商達(dá)成共識(shí)。主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用5分制進(jìn)行評(píng)分[3]：5分，動(dòng)脈各級(jí)分支顯示清晰，無(wú)明顯靜脈污染；4分，動(dòng)脈各級(jí)血管顯示清晰，輕微靜脈污染；3分，動(dòng)脈各級(jí)血管顯示清晰，部分靜脈污染，但不影響診斷；2分，動(dòng)脈各級(jí)血管部分顯示不清，或大部分靜脈污染，影響診斷；1分：動(dòng)脈各級(jí)血管顯示不清，或靜脈同等強(qiáng)化不可診斷。3分及以上的圖像符合診斷要求。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。兩組患者的年齡,椎動(dòng)脈、基底動(dòng)脈、大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈、眼動(dòng)脈、上矢狀竇、直竇、乙狀竇的CT值及其SD值，以及DLP和圖像質(zhì)量主觀評(píng)分的組間比較均采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.血管客觀評(píng)價(jià)

分別測(cè)量椎動(dòng)脈、基底動(dòng)脈、大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈、眼動(dòng)脈的CT值，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的目標(biāo)動(dòng)脈血管CT值都在200 HU以上，且兩組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05,表1)。

分別測(cè)量上矢狀竇、直竇、乙狀竇的CT值，實(shí)驗(yàn)組目標(biāo)靜脈CT值均明顯低于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05，表2)。

表1 兩組目標(biāo)動(dòng)脈血管強(qiáng)化CT值比較

表2 兩組目標(biāo)靜脈血管強(qiáng)化CT值比較

通過(guò)Graphpad Prism統(tǒng)計(jì)軟件分別繪制目標(biāo)動(dòng)脈、靜脈血管CT值的分布散點(diǎn)圖，結(jié)果顯示無(wú)論是目標(biāo)動(dòng)脈還是目標(biāo)靜脈，實(shí)驗(yàn)組的散點(diǎn)集中度較高，對(duì)照組的散點(diǎn)分布較分散；且對(duì)照組目標(biāo)靜脈CT值重心明顯上移，表明靜脈污染較重(圖2、3)。

2.圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)組40例病例中圖像質(zhì)量主觀評(píng)分為5分者27例，4分者11例，3分者2例，無(wú)2分及2分以下的病例；對(duì)照組40例病例中圖像質(zhì)量主觀評(píng)分為5分者17例，4分者17例，3分者5例，2分者1例，無(wú)1分病例。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的圖像質(zhì)量均能滿足診斷要求。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分分別為(4.63±0.59)和(4.25±0.78)，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.44，P=0.017),表明實(shí)驗(yàn)組圖像質(zhì)量明顯好于對(duì)照組(圖4、5)。

3.輻射劑量

實(shí)驗(yàn)組的輻射劑量(DLP)為(363.8±8.99) mGy·cm，對(duì)照組為(366.5±8.68) mGy·cm,兩組的輻射劑量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.424，P>0.05)。

圖4 實(shí)驗(yàn)組患者,男，64歲，采用椎動(dòng)脈雙點(diǎn)智能追蹤法進(jìn)行掃描。a) CTA圖像可清晰顯示腦動(dòng)脈各分支，末梢分支血管充盈良好，幾乎無(wú)靜脈血管干擾； b) CTA圖像可清晰顯示右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈海綿竇段動(dòng)脈瘤(箭)。 圖5 對(duì)照組患者,女，55歲，采用手動(dòng)觸發(fā)法進(jìn)行掃描。a) VR像示腦動(dòng)脈分支顯示清晰，末梢分支血管充盈尚可； b) 側(cè)位像仍可見(jiàn)較多靜脈顯影。

討 論

影響CTA檢查成功率和減影效果的關(guān)鍵是把握峰值掃描的時(shí)相和減少運(yùn)動(dòng)偽影[4]。本研究實(shí)驗(yàn)組采用的是對(duì)比劑自動(dòng)跟蹤法[5]。由于頸部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平掃圖像不易鑒別動(dòng)、靜脈及淋巴結(jié)，易將ROI誤標(biāo)[6]；基于320排寬體CT優(yōu)勢(shì)明顯，單次volume容積掃描即可完成全腦血管CTA數(shù)據(jù)采集，故本研究選取緊鄰顱底且易于識(shí)別的寰椎層面雙側(cè)椎動(dòng)脈同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，消除移床時(shí)間，最大程度地減少機(jī)器啟動(dòng)時(shí)間。同時(shí)，由于椎動(dòng)脈的發(fā)育特點(diǎn)，椎動(dòng)脈只占橫突孔的一部分空間，且常常偏心位于橫突孔內(nèi)[7]，故選取ROI時(shí)應(yīng)盡量大，但不能包含橫突孔壁骨性部分。因此，兩側(cè)椎動(dòng)脈同時(shí)監(jiān)測(cè)法可消除因椎動(dòng)脈發(fā)育不良、行徑異常等因素造成的啟動(dòng)延遲[8]。當(dāng)監(jiān)測(cè)的任一興趣區(qū)CT值達(dá)到或超過(guò)設(shè)定的閾值(200 HU)時(shí)，機(jī)器會(huì)在固定的時(shí)間(4.5 s)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集。因此，該法可以較恒定地測(cè)量血管內(nèi)CT值，減少伴行靜脈及軟組織污染造成的影響，獲得穩(wěn)定的圖像質(zhì)量，準(zhǔn)確診斷顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、血管畸形及腫瘤供血。本研究閾值的選取主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定，由于對(duì)比劑在血管內(nèi)的有效峰值濃度時(shí)間段，每秒對(duì)CT值的貢獻(xiàn)率為50～100 HU[9]，因此，經(jīng)過(guò)機(jī)器4.5 s的反應(yīng)時(shí)間后，可使顱內(nèi)動(dòng)脈CT值穩(wěn)定在400～600 HU，以獲得優(yōu)質(zhì)圖像。同時(shí)，也可以根據(jù)臨床需要調(diào)整閾值，進(jìn)而得到各種適宜診斷要求的強(qiáng)化區(qū)間。當(dāng)血管內(nèi)CT值穩(wěn)定在350～500 HU時(shí)，結(jié)合高清磁共振血管內(nèi)斑塊成像，可以精確診斷動(dòng)脈狹窄、血管內(nèi)斑塊等[10-11]，為臨床進(jìn)一步的優(yōu)化治療提供依據(jù)。

本研究對(duì)照組同樣基于320排容積CT寬體優(yōu)勢(shì)，啟動(dòng)時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間<4.5 s，使得技師在圖像采集時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)掃描范圍的中間層面(約鞍上池層面)，人眼觀察頸內(nèi)動(dòng)脈海綿竇段及雙側(cè)大腦中動(dòng)脈的強(qiáng)化情況，手動(dòng)觸發(fā)啟動(dòng)掃描及完成掃描；但該種方法受限于技師的工作經(jīng)驗(yàn)和對(duì)突發(fā)狀況的把握能力，圖像質(zhì)量難以保證。國(guó)內(nèi)學(xué)者通過(guò)估算法算出最佳腦動(dòng)脈時(shí)相[12]，亦可得到較滿意的純動(dòng)脈圖像，但不同的CT機(jī)型、掃描方法，最佳時(shí)相也不盡相同。

本研究的客觀評(píng)價(jià)結(jié)果顯示兩組目標(biāo)動(dòng)脈強(qiáng)化的CT值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但目標(biāo)靜脈強(qiáng)化的CT值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。同時(shí)，通過(guò)分析各組目標(biāo)血管的散點(diǎn)分布圖，結(jié)果顯示手動(dòng)觸發(fā)法的各組數(shù)值較分散，集中度不高，且各組靜脈CT值重心明顯上移，偏移明顯，靜脈污染嚴(yán)重。本研究中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的圖像質(zhì)量均能滿足診斷要求，對(duì)照組的靜脈污染雖然高于實(shí)驗(yàn)組，但在基于動(dòng)脈血管性疾病的診斷方面，未造成較大影響。

另外，本研究中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組采用的均是100 kV管電壓、自動(dòng)管電流的模式進(jìn)行軸面掃描，同時(shí)采用自適應(yīng)迭代劑量減低算法進(jìn)行重建，符合國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)倡導(dǎo)的合理控制輻射劑量的原則[13]。對(duì)照組在監(jiān)測(cè)中心層面過(guò)程中，為了獲得更好的效果，采用了連續(xù)曝光模式，輻射劑量稍高于實(shí)驗(yàn)組，但兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

本研究仍有以下不足之處：①為了達(dá)到圖像的強(qiáng)化效果，兩組患者采用的對(duì)比劑用量均為60 mL，但在某些低體重、高心輸出量患者中有降低對(duì)比劑用量的需求[14,15]；②椎動(dòng)脈雙點(diǎn)智能監(jiān)測(cè)法僅在320排CT機(jī)型上應(yīng)用，理論上應(yīng)可應(yīng)用于其他機(jī)型，但相關(guān)掃描技術(shù)、參數(shù)還需進(jìn)一步調(diào)整；③由于椎動(dòng)脈孔較細(xì)，個(gè)別患者可能會(huì)因?yàn)楦吡髀首⑷雽?duì)比劑、緊張不適等因素造成監(jiān)測(cè)平面位置輕微偏移，從而混入鄰近骨性結(jié)構(gòu)，此時(shí)需根據(jù)操作者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)及時(shí)調(diào)整掃描計(jì)劃。

綜上所述，采用椎動(dòng)脈雙點(diǎn)智能追蹤法行頭顱單Volume CTA，有效解決了圖像質(zhì)量不穩(wěn)定、靜脈污染嚴(yán)重等問(wèn)題，對(duì)快速、有效地獲取高質(zhì)量動(dòng)脈圖像奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)診療計(jì)劃的制定具有重要意義，可廣泛應(yīng)用于臨床。